新西兰兄弟潜火山中“蓝黏土”的呈色机理研究及地质意义

赵茜，蔡元峰，潘宇观，张贺

1)南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，南京大学地球科学与工程学院，南京，210023;2)南京大学地球科学与工程学院，南京，210023

内容提要: 新西兰克马德克弧上发育一热液活动极为活跃的海底潜火山——兄弟火山，为了研究该地区热液成矿模式，IODP376科学家于2018年5～7月在火山口选取了5个位置进行了钻探工作，并获得数百米岩芯。其中U1530A号钻孔采样深度为453.1 mbsf(meter below sea floor)，共揭露76.77 m岩芯，部分呈现出一种蓝色调，被前人称作“蓝黏土”。为了查明其致色矿物、研究呈色机理及其地质意义，笔者等利用XRD、DR-UV-Vis、SEM、TEM对16.97-309.22 mbsf的11个样品进行了分析测试。根据测试结果可以将样品的矿物组合大致分为两类：①伊利石+绿泥石+殴泊-C+黄铁矿+硬石膏+石英±蓝铁矿；②叶蜡石+伊利石+石英±蓝铁矿。SEM和TEM形貌观察结果显示，蓝铁矿并不具有完好的晶形，甚至未发现微米级及以上尺寸的单颗粒，而仅以基质或胶结物形式均匀分布在样品中，最终导致样品被染色而呈现出不同色调的蓝色。蓝铁矿在IODP样品中的发现指示着研究区热液流体具有低温及还原性特征，且在蓝铁矿形成后也仍然保持着相对还原的环境而使得蓝铁矿能够稳定存在。

1 背景介绍

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)是由26个国家和团体资助的国际海洋钻探计划，IODP376航次执行于2018年5～7月间。大量前期的科考工作表明，新西兰克马德克火山弧中热液活动极为活跃，尤其是在兄弟破火山口(Brothers caldera)中发育着海底黑烟囱，具有显著的铜和锌等多金属矿化 (de Ronde et al., 2001，2003)。……